Серия научных статей, отражающих новые подходы к преподаванию физики на базе цифровых технологий в контексте реализации национальной образовательной инициативы «Наша новая школа» (стр. 10 )

Конкурсы в виде научных конференций и выставок проектов являются устоявшейся формой взаимодействия с вузами. Функция оказания помощи в выборе профессии реализуется в полном объеме, так как участники проводят исследования под руководством представителей ведущих вузов страны, приучаются вести дискуссии в научном стиле и приезжают на конференции в данные вузы и, таким образом, устанавливают прочные контакты с этими вузами.

Отрицательным моментом в плане профессиональной ориентации является трудность включения такого рода конкурсов в Перечень для предоставления льгот при поступлении в вузы) из-за отсутствия у таких конкурсов контрольно-измерительных функций. Это заметно снижает их привлекательность для учащихся 11-х классов.

Проблема включения подобных конкурсов в Перечень связана с тем, что заданий как таковых на таких конкурсах нет, а отчет участников, получающих награды, очень трудно оценивать с точки зрения знаний и умений самих участников. Вовсе не факт, что работа выполнена самостоятельно. Например, известно, что значительная часть экспонатов, предъявляемых на выставках научно-технического творчества от имени учащихся, часто создается их учителями. Возникает проблема со сложностью оценки экспертами уровня знаний и умений победителей и призеров конкурса – отсутствует проверяемость результатов.

Поэтому такого рода конкурсы обязательно дополняют решением задач в обычном для олимпиад формате. В Перечне на 2009/2010 год [9] присутствует четыре конкурса такого типа (№10, №32, №35, №63 и №81 в Перечне), причем в Перечень входят не сами конкурсы, а дополнительно организуемые во время их проведения олимпиады.

Проведение выставок научно-технического творчества целесообразно, на наш взгляд только в качестве мероприятий, сопутствующих научным конференциям школьников, так как только в этом случае можно убедиться в том, что именно данный участник разработал и создал предъявляемый экспонат.

Интернет-карусели http://karusel. *****

Интернет-карусели были созданы в 2005 году в Москве Центром Дополнительного Обучения (ЦДО) детей "Дистантное Обучение" (http://www. *****/). Они, наряду с интернет-олимпиадами, являются еще одним видом массовых интернет – соревнований.

Из года в год увеличивалось и число предметов, и количество участников. В 2009/2010 учебном году в Интернет-каруселях только по математике приняло участие 3505 команд, то есть примерно 10 тысяч участников.

Соревнования первоначально проводились по математике, а в настоящее время проводятся по математике, информатике, русскому и английскому языкам, физике, географии. Карусели проходят в режиме реального времени (онлайн), как правило – полтора часа, в них подсчитывается число идущих подряд правильных ответов.

Всем командам, участвующим в карусели, предлагаются в строгом порядке одни и те же задачи, к которым нужно указывать верные ответы. Система подсчета баллов такова, что не обязательно решить много задач. Важно дать много верных ответов подряд. Во время игры команда получает задачу, решает ее и дает ответ. Независимо от результата (верный ответ или нет), команда получает следующую задачу. И так далее. Время на решение каждой задачи не ограничено, определено только общее время проведения карусели. Процесс решения для команды заканчивается, если она прошла все задачи или если закончилось время на решение. Места распределяются согласно количеству набранных баллов. Если команды имеют равное количество баллов, то выше ставится та, у которой больше верных ответов, то есть выигрышны длинные цепочки из верных ответов.

Стимулирование интереса к теме соревнований, без сомнения, имеется. Стимулирование интереса к использованию компьютеров и интернет в профессиональных целях минимально, так как никакие действия, относящиеся к профессиональной области, с помощью интернет и компьютера не осуществляются.

Интернет-карусели развивают интерес к предмету только в рамках внеклассной работы, использование технологий в рамках классно-урочной системы вряд ли возможно, что отличает их от интернет-олимпиад. Но благодаря участию в Интернет-каруселях использование учителями - предметниками компьютеров и интернет становится методически обоснованным. Интернет-карусели развивают у участников навыки логического мышления, это их основная учебная функция, однако отсутствие интерактивной обратной связи снижает обучающую функцию этих соревнований.

Функцию расширения числа учащихся, вовлеченных в деятельность по теме олимпиады, Интернет-карусели выполняют очень хорошо. А вот функция массового поиска талантливых учащихся в Интернет-каруселях реализуется в минимальном объеме. Успехи команды в Интернет-карусели довольно трудно связать с наличием способностей в предметной области, поскольку правила каруселей специально сформулированы так, чтобы внести в конкурс большой элемент случайности. Они также вряд ли могут выявить такие умения учащихся, которые не находятся с помощью обычных олимпиад.

Результаты Интернет-каруселей не могут использоваться для мониторинга системы образования, так как соревнования имеют игровой характер, являются командными, полученные результаты не дают возможности адекватно оценивать знания и умения участников в предметной области. Что касается профориентационной задачи, то Интернет-карусели способствуют скорее предпрофильной подготовке учащихся, чем выбору будущей профессии.

Общий итог сравнения различных интеллектуальных соревнований с интернет-олимпиадой по физике

Обычные олимпиады: проигрывают интернет-олимпиаде школьников по физике по ряду показателей: стимулировании интереса школьников к использованию компьютеров и интернет в профессиональных целях; стимулировании учителей и образовательных учреждений к использованию компьютеров и интернет в образовательном процессе; выполнению функции обучающей системы; обеспечению равенства возможностей к участию; выявлению таких умений и компетенций учащихся, которые не находятся с помощью обычных олимпиад; возможностью использования в качестве дополнительного средства мониторинга системы школьного образования; выработке новых форм взаимодействия учреждений общего и высшего профессионального образования в работе с одаренными детьми.

Физматбои: Имеют преимущество перед интернет-олимпиадами в области выявления умений, связанных с ведением научных дискуссий, но проигрывают по массовости и слабо стимулируют применение в образовательном процессе компьютеров и интернет и, соответственно, связанных с ними педагогических инноваций.

Конкурсы рефератов, проектов, конференции, выставки научно-технического творчества школьников: Имеют преимущество перед интернет-олимпиадами в области выявления умений, связанных с проектной научно-исследовательской деятельностью и ведением научных дискуссий. Эти конкурсы можно рассматривать как важный и достаточно перспективный элемент обучения креативной деятельности, дополняющий по функциональности интернет-олимпиады. Недостатком таких конкурсов является отсутствие конкурсов них контрольно-измерительных функций, адекватно отражающих знания и умения участников по основным разделам учебной дисциплины. Это не позволяет обеспечить талантливым участникам льготы при поступлении в вузы и использовать эти виды соревнований в качестве средства мониторинга системы образования.

Интернет-карусели: В отличие от интернет-олимпиад, не обеспечивают никаких педагогических инноваций и не осуществляют профессиональной ориентации учащихся. Основное назначение Интернет-каруселей – расширение заинтересованной аудитории в младших и средних классах (примерно до 8 класса) по теме соревнования, поскольку в этом возрасте профессиональная ориентация еще не выходит на первое место среди задач учебного процесса.

Выводы

Интернет-олимпиады – относительно новое явление. Первые из них появились около 10 лет назад, но развитые формы интернет-олимпиад в области точных наук стали активно развиваться последние 5 лет.

Интернет-олимпиады следует по способу их организации и проведения разделить на две большие группы: проходящие в интерактивном режиме (онлайн) и оффлайн. Именно первый тип олимпиад обладает наибольшим эффектом как для самих учащихся, так и для учителей. Однако этот тип олимпиады требует качественной связи и очень развитых программных средств. Поэтому большинство имеющихся интернет-олимпиад либо относятся ко второй группе, либо не обеспечивают проверки креативных способностей, превращая олимпиаду в тестирование в стиле частей A или B ЕГЭ.

Среди интернет-олимпиад первой группы выделяются интернет-олимпиада школьников по физике и интернет-олимпиада школьников по программированию, поскольку они способны обеспечить решение всех основных задач, для которых организуются интернет-олимпиады:

1. Стимулирование интереса школьников к предметной области и использованию компьютеров и интернет в профессиональных целях.

2. Стимулирование учителей и образовательных учреждений к использованию компьютеров и интернет в образовательном процессе.

3. Выполнение учебных функций, в том числе функции обучающей системы.

4. Расширение числа учащихся, вовлеченных в деятельность по теме олимпиады, с обеспечением им равенства возможностей к участию в соответствующей деятельности. Осуществление массового поиска талантливых учащихся на всей территории России и за ее пределами.

5. Выявление таких умений и компетенций учащихся, которые не находятся с помощью обычных олимпиад.

6. Использование в качестве дополнительного средства мониторинга системы школьного образования.

7. Выработка новых форм взаимодействия учреждений общего и высшего профессионального образования в работе с одаренными детьми. Оказание помощи учащимся в выборе профессиональной направленности. Обеспечение льгот талантливым учащимся при поступлении в вузы по соответствующей специальности.

Практически по всем указанным позициям в старших классах “продвинутые” интернет-олимпиады, проводимые в режиме онлайн, имеют преимущества перед другими формами интеллектуальных состязаний.

Наличие преимуществ у интернет-олимпиад, проводимых в режиме онлайн, позволяет рассматривать их как перспективный компьютерный инструмент, обеспечивающий профессиональную ориентацию учащихся и выявления имеющихся у них талантов. Но это, конечно, не означает, что другие формы олимпиад или интеллектуальных состязаний не нужны. Конкурсы, основанные на проектной деятельности участников (в том числе в виде интернет-олимпиад, проводимых в режиме оффлайн), а также конкурсы в виде научных конференций школьников дополняют по функциональности интернет-олимпиады, проводимые в режиме онлайн, и позволяют выявлять и развивать такие способности, которые нельзя выявить с помощью интернет-олимпиад, проводимых в режиме онлайн. Для выявления наиболее талантливых учащихся в области точных наук служит отлаженная система Всероссийских олимпиад и быстро развивающаяся система Российского Совета Олимпиад Школьников, обеспечивающие большую массовость участия и высокое качество отбора победителей и призеров олимпиад. Интернет-олимпиады становятся важной частью системы Российского Совета Олимпиад Школьников.

Литература

1.  , , Стафеев -олимпиады по физике с использованием виртуальных лабораторий // Дистанционное и виртуальное обучение, 2008, № 11. с. 66-68.

2.  и др. Назначение и опыт проведения интернет-олимпиад по физике // Физическое образование в вузах, 2007,т.13, № 4,  с.53-63.

3.  , , . Развитие системы интернет-олимпиад СПбГУ и СПбГУИТМО // Труды X Междунар. Конф. ФССО-09, 2009, т.2, с.202-204.

4.  и др. Проведение дистанционных экспериментальных туров олимпиад по физике с использованием программного комплекса BARSIC // Компьютерные инструменты в образовании, 2005, N2, c.5-15.

5.  , Монахова способностей учащихся с помощью олимпиад, тестов и компьютерных моделей // Физическое образование в ВУЗах. 2008. т. 14. № 3. С. 75-86.

6.  и др. BARSIC: программный комплекс, ориентированный на физика-исследователя // Программирование, 2005, N3, с.68-80.

7.  , , Повышение качества знаний по физике 7-х классов при самостоятельной работе с ЭИ «1С:Школа. Физика 7 кл.» во внеурочное время // Тезисы докладов международной конференции «ИТО 2007», http://www. ito. su/main. php? pid=26&fid=7366&PHPSESSID=6cv430368rjknaea9u32up09g5

8.  Оспенников обучения будущих учителей использованию образовательных компьютерных технологий на лабораторных занятиях по физике в средней школе. Диссертация на соискание ученой степени канд. педагогических наук, Пермь, 2007.-296 с.

9.  Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации «Об утверждении Перечня олимпиад школьников на учебный год» от 01.01.2001 г. № 000 (http://*****/shared/files/201002/6_7015.pdf).

10., , Ханнанова , масштабы и результаты современной организации исследовательской деятельности школьников // Теория и практика дополнительного образования, 2010, №5 (293), с.12-18

Статья принята к публикации в журнал «Физика в школе»

, , Интернет –олимпиады как способ развития творческих способностей школьников.

Аннотация. Проведена классификация олимпиад, использующих в своей практике Интернет - технологии. Подробно рассмотрены особенности уникальной для Российской образовательной практики оn-line олимпиады по физике, проводимой Санкт-Петербургским Государственным Университетом и Санкт-Петербургским Государственным Университетом Информационных технологий, механики и Оптики. Показано, что за счет использования системы оценивания включенных в состав олимпиадных заданий в виде виртуального эксперимента удается создать мотивацию школьников в дальнейшем изучении предмета, развитии творческих способностей и дальнейшем участии в творческих соревнованиях. Проанализированы методические, технологические и организационные подходы, позволяющие сочетать создания «банка успеха» у слабых участников олимпиады, демонстрировать выдающиеся творческие способности при выполнении заданий на предметном содержании физики сильными учениками и минимизировать фальсификацию результатов олимпиады при использовании Интернет-технологий.

Ключевые слова: Интернет-технологии, олимпиады для школьников, развитие творческих способностей на предметном содержании физики

В течение последних 10 лет в связи с увеличением влияния компьютерных технологий на формирование личности современного школьника, педагогическое сообщество и государство оценили важность использования компьютеров в качестве инструмента, используемого при обучении школьников. Проведена мощная компьютеризация школ в рамках Национального проекта «Образование», все школы подключены к Интернет. Созданы огромные открытые коллекции образовательных ресурсов в Интернет.

Поиску форм использования электронных ресурсов и организации дистанционных форм взаимосвязи между педагогическим агентом и учеником является весьма актуальной проблемой. Уже не вызывает сомнений изменение функции всемирной компьютерной сети как средства коммуникации и средства массовой информации на фоне телефонии и бумажных писем, на фоне газет, журналов и телевидения. Интернет-технологии становится предметом постоянного использования все большего числа школьников.

В журнале «Физика в школе» и его спутнике «Физика для школьников» уже был ряд публикаций, в которых анализировались методические возможности для развития познавательных способностей школьников таких Интернет-технологий как виртуальные музеи [1] или создание сетевых сообществ юных исследователей [2]. В данной работе мы остановимся еще на одном направлении, развивающемся в последние годы в российском секторе всемирной паутины – Интернет-олимпиадах.

Олимпиады, оргкомитеты которых называют свою деятельность Интернет-олимпиадой, можно разделить на три типа:

Использующие Интернет для публикации стандартных текстов дистанционных туров на своих сайтах и с помощью сайтов же (или даже просто по электронной почте) собирающие решенные варианты. Затем тексты решений проверяются членами жюри с экрана монитора или после распечатки. Такие интернет-олимпиады можно назвать “олимпиадами с ручной проверкой отчётов”. Развивающие командные олимпиады, где чаще всего требуется предоставление результатов в виде компьютерной презентации, которая может быть выставлена на сайте Олимпиады. Такие олимпиады чаще всего являются платными или полуплатными (бесплатными для региона и платными для сторонних участников. Он-лайн олимпиады, использующие компьютерную обработку информации о выполнении заданий в режиме реального времени с помощью специализированного программного обеспечения, разработанного организаторами. Доступ к заданиям таких олимпиад осуществляется после предварительной регистрации участника и получения учетной записи и пароля.

1. Интернет-олимпиады с ручной проверкой отчётов. В качестве примеров олимпиад первого типа можно привести олимпиаду ГК "Роснанотех" «Нанотехнологии - прорыв в Будущее» (http://www. *****/), олимпиаду МГУ «Покори Воробьевы горы» (www. *****/msu), олимпиаду МИЭТ «Поверь в себя» (http://olimp. *****), и т. д. Часть таких олимпиад имеет очный тур. Данная категория олимпиад использует Интернет как способ распространения информации о себе через Интернет, как правило, не привнося ничего нового в принципы наполнения содержания заданий и способов отчета по выполнению заданий по сравнению с традиционной олимпиадой. Не случайно такие олимпиады обычно базируются на основе оргкомитетов, проводивших ранее вузовские олимпиады. Многие из олимпиад этого типа не имеют своих сайтов, а базируются на сайтах соответствующих вузов.

Следует отметить, что несмотря на кажущееся подобие обычным “бумажным” олимпиадам даже такие интернет-олимпиады требует повышения компетентности участников в области использования информационной техники. Например, предоставление возможности посылать электронные версии решений заочного тура олимпиады «Покори Воробьевы горы» на сайт олимпиады 3 года назад показало, что далеко не все ученики одиннадцатого класса, участвующие в турнире по номинации «физика», могут набрать текст и формулы, пользуясь стандартными офисными редакторами (например, MS Word и MS Equation).

Творческие личностные и командные соревнования с использованием Интернет-технологий. Олимпиад второго типа в области физики на территории Росси немного. В качестве примера можно привести эвристическую олимпиаду по физике, проводимый фирмой «Эйдос» [3] или достаточно долгоживущий и массовый Интернет проект Ярославского Центра телекоммуникаций и информационных систем в образовании «Удивительный мир физики» [4].

Основными идеями проекта авторы провозглашают [5]:

– создание условий для появления новых видов деятельности участников образовательного пространства на основе совместной сетевой деятельности;

– создание условий для развития субъектов образовательного процесса через выстраивание индивидуальной траектории развития и образования;

– создания инструментальной среды, позволяющей всем участникам образовательного процесса предъявить лично значимые результаты обучения и собственного развития, проанализировать способы деятельности, взаимодействия.

В турнире участвуют команды, и это определяет специфику соревнования. Организаторы предоставляют инструменты для организации «продуктивного сотрудничества с другими субъектами образовательной деятельности» (on-line публикации и обсуждения материалов в сети Интернет, телеконференции, проводимые организаторами, www-форумы). В Интернет-проектах такого типа принимают участие творческие учителя и увлеченные школьники, которым нравится самим совершать открытия, учиться видеть знакомые вещи с новых сторон, совершенствоваться в информационных технологиях, изучая разные предметы. Отличительной чертой проекта является его неизбежная связь с другими предметами. Задания формулируются на основе литературных произведений, задействуются знания по истории физики, географии, биологи и т. п.

В первом туре команда представляет ответы на вопросы, результат выполнения экспериментального задания и исследования, а также визитную карточку команды в виде компьютерной презентации. Во втором туре в течение 3-х недель команды опять-таки готовят отчеты с ответами на теоретические вопросы, тематическую презентацию и результаты исследования.

Приведем, например, задания второго тура, предложенные участникам в 2009 году.

«7-9 классы

Теоретическая часть (вопросы):

Как измеряли время до изобретения часов?

Какие приемы измерения времени использовал Г. Галилей?

В этом году 12 апреля совпадают два праздника: День космонавтики и День ракетных войск. Что связывает эти праздники (с точки зрения физики)?

Творческое задание:

Какие источники энергии используют жители Солнечного и Цветочного и других городов в произведениях Николая Носова «Приключения Незнайки и его друзей», «Незнайка в Солнечном городе», «Незнайка на Луне»? Изготовьте модель одного из источников, проведите эксперимент. (В отчете: принцип действия, описание конструкции, чертеж, фото, описание и результаты эксперимента).

Презентация - Исследование:

Попова послужило толчком развития нескольких направлений науки и техники. Что именно произошло за это время. Проведите исследование: «От А. Попова до наших дней». Что было открыто, кто и когда сделал открытия, как совершенствовалась техника, какие новые области применения появились в наше время, чего хотят добиться ученые в ближайшем будущем?

10-11 классы

Теоретическая часть (вопросы):

Какие способы сохранения звуковой информации вам известны? На каких физических законах они основаны?

Кто из ученых внес наибольший вклад в совершенствование способов звукозаписи?

Какие эпизоды из жизни барона Мюнхаузена противоречат законам физики.(Э. Распэ «Приключения барона Мюнхаузена»). Дайте описание, и докажите противоречивость.

Творческое задание:

Исследуйте способы определения объемов газов и жидкостей, передаваемых по трубам (водо-, газо-, нефтепроводы). Сравните их. Изготовьте простейший прибор для проведения таких измерений. (В отчете: принцип действия, описание конструкции, чертеж, фото, описание и результаты эксперимента).

Презентация - Исследование:

Скоро наша страна будет праздновать 65-летие Победы в Великой отечественной войне. Проведите исследование «Физика и Великая отечественная война»: Как физика как наука помогала нашей Армии? Какие открытия, сделанные нашими учеными и инженерами, послужили делу Победы?».

В 2010 году в соревнованиях первого тура приняла участие 331 команда 7-9 классов и 134 команды 10-11 классов из самых разных регионов страны. Во втором туре от обеих возрастных групп приняло участие 339 команд (73% от участников первого тура). Таким образом, данный вид творческих состязаний с использованием Интернет носит достаточно массовый характер.

Организаторы этого и других сходных проектов проводили мониторинг результативности реализации сетевых образовательных программ. В качестве показателей результативности программ были использованы компетенции, определяющие успех в работе и жизни:

ориентация на достижение успеха; возможность проявлять инициативу; ИКТ-компетентность: понимание данных и использование алгоритмов; возможность сотрудничества; уверенность в себе; умение адекватно оценивать себя и других; умение оказывать влияние на других.

На основании мониторинга участников сетевых образовательных программ был сделан вывод [5], что участие в подобных проектах повышает информированность ребенка в различных сферах и способствует развитию навыков, необходимых современному человеку для достижения успеха в жизни и профессии, в определенной мере влияет на их жизненные цели и ценности.

Параллельный опрос педагогов показал, что они высоко оценили результаты участия в сетевых программах для молодых людей, возможность лучше узнать, раскрыть потенциал своих учеников. Также была оценена возможность получить новые вдохновляющие идеи для дальнейшей работы и возможность усовершенствовать методы преподавания, переосмыслить цели и ценности собственной деятельности, усовершенствование собственной ИКТ - компетентности, ознакомление с новыми информационными и телекоммуникационными технологиями.

On-line олимпиады. Примером олимпиад третьего типа могут служить «Первая общероссийская Интернет-олимпиада школьников по физике» [6], организуемая МФТИ и лицеем №31 г. Челябинска, а также «Интернет-олимпиада школьников по физике» [7], проводимая Санкт-Петербургским Государственным Университетом и Санкт-Петербургским Государственным Университетом Информационных технологий, механики и Оптики.

Олимпиада [6] делает первые шаги. В ней предлагается решить набор олимпиадных задач и внести в соответствующее окно числовой ответ. В этом смысле она расширяет географию участников, которые могут в ней участвовать, облегчает организацию, однако мало что добавляет к инструментарию выявления неординарно мыслящих детей (а скорее, даже обедняет, поскольку процесс получения решения не виден).

Интернет-олимпиада [7] проводится в России уже пять лет, а по используемому инструментарию и по массовости участия является уникальным явлением не только на российском, но и мировом образовательном пространстве. Она

выдержала испытание временем и определенным образом уже осмыслила путь, по которому идет; в наибольшей степени использует возможности компьютера для организации интеллектуальных соревнований [8-10], что дает ей качественные отличия от традиционной олимпиады. В частности, авторы используют преимущества разрабатываемого ими программного комплекса [11]; входит в перечень Олимпиад Российского Совета Олимпиад Школьников, утвержденный министерством образования и науки РФ, то есть ее победителям и призерам предоставляются льготы при поступлении в вузы (им решением приемных комиссий вузов засчитывается 100 баллов по ЕГЭ по физике или они принимаются без экзаменов).

Интернет - олимпиады по физике, математике и информатике, развиваемые Санкт-Петербургскими вузами, оказались весьма эффективным средством поиска талантливой молодежи и востребованы как учащимися, так и ВУЗами [8-10].

На рис.1 приведена логарифмическая зависимость числа участников интернет-олимпиады по физике по одиннадцатым классам от номера олимпиады. Видно, что число участников растет экспоненциально. По состоянию на конец декабря 2008 года в олимпиаде приняло участие 3358 учащихся. Из них около 2250 из Санкт-Петербурга и около 1100 из 65 других регионов России и из 9 стран (Казахстан, Беларуссия, Украина, Таджикистан, Кыргыстан, Йемен, Италия, Латвия, Южная Корея). В 2009/2010 г участников 11 класса было уже 9838 человек (всегоучастников, 80 регионов РФ, 18 стран). Причем по Санкт - Петербургу количество учащихся, участвующих в Интернет-олимпиаде по физике, вышло на уровень количества участников “обычной” городской олимпиады по физике.

Рис.1. Зависимость числа участников интернет-олимпиады по физике по одиннадцатым классам от номера олимпиады (0 = 2005 г.).

Обязательным этапом олимпиады для 11 классов является очный тур, на который приглашаются победители четырех первых отборочных туров. В Очном туре в 2010 году участвовало 1400 участников на площадках ведущих вузов в 15 регионах РФ и 1 площадка в Казахстане. Очный тур также проводится в on-line режиме, но под наблюдением преподавателей вуза, сотрудничающего с оргкомитетом, и представителя Оргкомитета. По итогам Олимпиады 2010 года объявлено 618 победителей и призёров (6.3% от общего числа участников, т. е. конкурс 16 участников на диплом 3 степени, 33 участника на диплом 2 степени, 97 участников на диплом 1 степени).

Заочные туры позволяют использовать интернет-олимпиады не только для отбора наиболее подготовленных и наиболее талантливых участников, но и для обучения участников олимпиады. За две недели до проведения каждого тура олимпиады открываются тренировочные задания, соответствующие тематике тура. Доступ к ним не ограничен по времени. Поэтому учителя и подготовительные отделения ВУЗов имеют возможность организовать занятия с учащимися в удобное время. А очередной тур олимпиады является своеобразным экзаменом по пройденному материалу. Причем сроки проведения туров и их тематика скоординированы с повторением в школах соответствующих тем.

Таким образом, Интернет - олимпиады оказались тесно интегрированы с учебным процессом для тех учащихся, кто хочет поступать в ВУЗ.

Анализ педагогического потенциала on-line олимипиады по физике.

В книге [12] авторы выделяют несколько целей таких олимпиад:

·  Стимулирование интереса школьников к предмету через интерес к информационным технологиям.

·  Создание нового методически оправданного инструмента для использования в образовательном процессе на основе Интернет технологий.

·  Создание новых, дополнительных к существующим, способов оценки знаний и умений учащихся.

·  Создание новых форм взаимодействия учреждений высшего профессионального образования с одаренными детьми, помощь в профессиональном выборе учащихся

Как видно из списка, в целях группы разработчиков заложены подходы, очень близкие к целям развивающего образования и направленные на выявление и развитие творческих сторон личности.

Констатация целей, конечно, не гарантирует, что они будут достигнуты путем создания технологии и организационной структуры. Однако разработки именно этой группы и апробация технологии в течение 5 лет позволяют утверждать, что поставленные цели достигаются при обдуманном методическом подходе к решению поставленной задачи.

Конечно, информационные технологии существенно облегчают организационные вопросы при ее проведении (переезд, помещение, регистрация, обработка данных, анализ полученных статистических параметров, выписывание дипломов и т. д.). Однако при этом возникает проблема объективности ее результатов.

Для получения максимальной объективности результатов разработчики предусматривают соблюдение максимальной вариативности с сохранением уровня сложности каждого варианта. Для этого программа генерирует числовые параметры экспериментальных заданий случайным образом, однако из определенного набора, при котором: а) сохраняется физический смысл параметров; б) трудность расчетов при выполнении учащимися заданий оказывается примерно одинаковой. При этом числовые ответы у разных учащихся оказываются различными. Разработчики также применяют еще ряд мер защиты результатов от фальсификации (ограничение сроков проведения сеанса, проверка персональных данных зарегистрировавшихся участников и т. д.). Конечно, эти меры не дают 100% гарантии от участия взрослого преподавателя за спиной учащегося. Поэтому обязательным условием при проведении Интернет-олимпиад, дающих учащимся льготы при поступлении в вузы, является очный заключительный тур. Он проходит с использованием тех же технологий, что и дистанционные отборочные туры, но со строгим паспортным контролем, и с наблюдением представителями оргкомитета за прохождением олимпиады в каждой аудитории.

Рассмотрим теперь способы создания максимальной заинтересованности учащимися заданиями олимпиады, способы стимулирования участника олимпиады к совершенствованию знаний по выбранному предмету, способы проверки и развития его творческих способностей, уверенности в своих силах.

Отличием данной Интернет-олимпиады от других является использование заданий в виде виртуального эксперимента. Эта особенность принципиально отличает ее и от традиционных олимпиад, поскольку принципиально завязана на использование компьютера. Заметим, что использование компьютерного виртуального эксперимента взамен натурного является в методике преподавания физики весьма сомнительным, и на наш взгляд вредным [13]. Однако в рамках Интернет – олимпиады открылись его важные преимущества по сравнению с натурным.

Во-первых, она позволяет сочетать массовость отборочных туров с проверкой умения планировать многофакторный эксперимент, выбирать нужное оборудование, выполнять последовательность операций, удерживая в голове конечную цель. В рамках других форм олимпиад из-за ограничений, связанных с количеством используемого оборудования, проведение экспериментального тура возможно только для небольшого числа участников, отобранных на теоретических предварительных турах.

Во-вторых, проверка промежуточных результатов позволяет учащимся проанализировать свои ошибки, скорректировать действия, и идти к конечной цели, пусть и теряя на повторных попытках некоторое количество баллов.

В-третьих, широкий набор простых и сложных заданий позволяет накопить банк успеха гораздо большему числу участников.

И, наконец, интернет-олимпиада по физике учит детей алгоритмическому мышлению, поскольку выполнение многоходовых заданий на компьютере и в условностях данной модели неизбежно связано с ассоциациями занятий учащихся на уроках информатики.

Прекрасно, что многие задания могут быть выполнены несколькими способами в зависимости от выбранного «виртуального» оборудовании. В число оцениваемых параметров выполнения задания входит также точность полученного результата, которая, в свою очередь зависит от выбранного оборудования и его погрешностей.

Все это в совокупности с использованием элементов конструирования (установки, электрической или электрической схемы и т. д.) дает столь широкий спектр формы конечного результата, что творческий характер задания, непохожесть результатов деятельности каждого учащегося не вызывает сомнений.

Авторами предусмотрен и такой психологический фактор как привыкание к интерфейсу, разделение времени на освоение техники проведения «виртуального» эксперимента и собственно творческой его части путем предоставления свободного доступа для выполнения тренировочных заданий после регистрации на сайте олимпиады.

Рассмотрим на одном примере, как организаторам удается, разрабатывая один программный модуль (одну работу с набором виртуальных инструментов) за счет методических решений добиваться требуемой вариативности заданий, удовлетворяющих перечисленному спектру образовательных целей. Учителям 7 класса инструменты данной «виртуальной работы» знакомы по набору оборудования к реальной лабораторной работе по определению плотности материала тел неправильной формы. В традиционной работе масса тела определяется взвешиванием, а объем тела по объему вытесненной воды в мерном цилиндре. С примерами других видов работ, охватывающих весь курс физики, можно ознакомиться в [12] и на домашней странице олимпиады [7].

Создание «банка успеха» участников Интернет - олимпиады. В соответствии с целями олимпиады авторы используют постановку промежуточных действий учащегося в качестве отдельно оцениваемой задачи.

Учащимся 7 класса предлагается, например, определить цену деления мензурок (8 баллов) (рис.2).

Рис.2 рис.3

Такие задания предваряют более сложные задания, и их выполнение должно, по замыслу авторов, снять психологическое напряжение и дать возможность справиться с частью заданий даже самым “слабым” участникам.

То, что такие задания действительно формируют банк успеха у слабых детей, развивая интерес к предмету и стимулируя его изучение, говорят и отзывы участников олимпиады, и статистические данные.

Как показано нами в [14], в традиционной олимпиаде участники районного и городского (г. Санкт-Петербург) туров олимпиады СПб по физике для 7 класса (рис.4) в подавляющем большинстве учащиеся не справились ни с одним заданием (на районом туре 340 участников набрали 0 баллов), и только 10% учащихся способны выполнить несколько заданий, проходя в следующий тур (рис.4)

Рис.4. “Обычная” олимпиада СПб, 7 классы, районный и городской туры, 2007 г.

Все остальные участники олимпиады выступают в роли неудачников. Что крайне отрицательно сказывается на мотивации к изучению предмета и участию в последующих олимпиадах. Обучающий и стимулирующий эффект от проведения олимпиад снижает также то, что результаты районных туров не удаётся узнать в течение достаточно длительного времени, пока не будет проведена проверка решений, выполненных на бумажном носителе.

Отрицательным моментом такой методики проведения олимпиад является то, что получение 0¸2 баллов основной массой участников нивелирует реальное отличие в оценке их знаний и умений. Такой жесткий отбор «сильных» при ограниченности средств на проведение традиционной олимпиады соответствует ее цели отобрать лучших из лучших по заданному предмету. Однако если для старших классов такая цель олимпиадного движения может быть оправдана, то для младших школьников вряд ли ее можно считать верной.

Распределение участников Интернет – олимпиады по числу выполненных заданий принципиально иное (рис.5)

Рис.5. Интернет-олимпиада 7 классы, 2007 г.

Количество заданий выбирается с запасом - так, чтобы даже наиболее сильные участники не успевали справиться со всеми заданиями. Явно выраженных лидеров и отстающих нет – половина года изучения физики в школе ещё не даёт возможности проявиться специальным знаниям и умениям в этой области.

В отзывах учеников [15] встречаем подтверждение достижения этой цели Интернет-олимпиады (выделено нами, стиль и грамматика сохранены):

Эта олимпиада просто замечательная. Я, хоть и не физик, далеко не физик, но стараюсь ее улучшить, и один из этих способов - вот эта интернет-олимпиада. Я всегда считаю, что главное - участие, а не победа. И благодаря этой работе с компьютером я поняла, как это интересно, познавательно, занимательно, хотя и догадывалась раньше. Но раньше я не ходила на олимпиады, а теперь, попробовав, ходила бы каждую неделю. Ведь это очень помогает по предмету. Хочу сказать огромное спасибо за эту олимпиаду, ведь я попробовала свои силы. Очень рада, что заняла не последнее место. Спасибо. Очень интересная была олимпиада. Но я считаю, что времени на нее было маловато. Спасибо Олимпиада была слегка сложновата, штук 5 вопросов в тесте 1 и 2-3 вопроса в тесте 2, были непонятны, задания изредка попадались сложные, но, в общем, олимпиада была интересной. Так что лучше и легче не надо!

Созданию банка успеха также способствует то, что в следующем задании происходит нарастание сложности с использованием навыка предыдущего задания. На том же движке выполнено задание (рис.6), где предлагается не просто определить цену деления, а измерить объем воды с помощью мензурки (16 баллов). Кажется, что это задание предельно просто. Однако в двух последних стаканах воды столько, что она не умещается в мерной мензурке. Требуется не только догадаться, что объем воды нужно определять по частям, но и безошибочно проделать это. Возможно, кто-то начинает сразу пробовать и переливает воды выше делений мензурки, кто-то не догадывается, что можно начать решать задачу сначала без штрафных санкций. Можно полагать, что кто-то из учеников пытается решать задачу методом многократных переливаний и доливаний, если такое разрешено, и терпит фиаско по этой причине. В результате объем воды в первых двух стаканах правильно определяют более половины участников, а вторая половина задания оказывается непосильной 90% (!) участников. Следовательно методически нарастание сложности проведено в щадящем режиме, чтобы у ребенка сложилось ощущение хотя бы частичного успеха.

Для этой же цели в олимпиаде используется прием небольшого усложнения задания, которое было в тренировочном туре (рис.6), например, на тренировке было нужно определить массу некоторых гирь, сравнивая ее с массой известных. На олимпиаде неизвестная масса оказывается «некруглой», и ученик должен думать, что нужно записать в качестве ответа. В результате с этим заданием справляется полностью лишь около трети участников.

Рис.6

Малая доля учеников, правильно выполнивших столь простое на первый взгляд задание, связана с несформированностью у подавляющего большинства учащихся представлений о точности измерений. Практически все участники олимпиады пытаются добиться точного уравновешивания весов, и когда это не удается, прекращают выполнение задания – они привыкли при взвешивании получать точное значение массы. И только небольшая часть учащихся оказывается способна сделать оценку приближенного значения массы. Для этого требуется проанализировать причину неудачи, и сделать вывод о том, что привычная ситуация с точным уравновешиванием недостижима. А затем найти оценки снизу и сверху для искомой массы и (в идеале) наилучшую оценку для этой массы. Приведенное задание приучает к самостоятельному мышлению и развивает навыки анализа возникающих нестандартных ситуаций.

Варьирование сложности заданий при едином технологическом «движке». Одним из методических путей усложнения задания при сохранении уже разработанной технологии управления объектами «виртуальной лаборатории» является создание ограничений на прямое проведение измерения. Например, в задании для 7 класса (рис.7) нужно определить массу 4-х предметов (12 баллов), но для определения некоторых из них (№3 и №4) не хватает гирь малой массы, массу малых гирь надо предварительно определить (см задание на рис.6). Это задание в полном объёме выполняют лишь около трети участников, что, скорее всего, означает, что процедура определения массы путем подбора довесков на вторую чашу вызывает затруднения.

Рис.7 рис.8

В задании (рис.8) по определению веса тел взвешивание тел можно провести с помощью динамометра, отградуированного в единицах силы и путем определения массы с умножением на коэффициент g=9,8 Н/кг. Второй способ обязателен для определения веса тяжелых куба и слитка, поскольку их вес превышает пределы измерения динамометра. В 9 классе с этим заданием справились более 80 учащихся, а в 7 классе с тем же заданием полностью не справился ни один ученик. Следует заметить, что в учебнике за 7 класс величина g не называется ускорением свободного падения g=9,8 м/с2 из методических соображений, а в условии задачи она названа именно так и дана в единицах ускорения. Можно было бы подумать, что именно это явилось причиной неудачи. Но, по отзывам участников и учителей, сложные задания не были выполнены до конца по другой причине - суммарное время, отведенное на выполнение заданий в 7 классе, в первых интернет-олимпиадах было слишком мало, всего 45 минут (для 9 класса оно составляло 1 час 20 минут, т. е. почти в 2 раза больше). Также следует учесть, что скорость выполнения заданий учащимися в 7 классе гораздо меньше, чем в 9 классе. Поэтому участникам просто не хватило времени на выполнение сложных заданий. Если учесть, что многие учителя начинали занятие ровно в объявленное время начала тура, а на рассаживание участников, запуск компьютеров и заход в олимпиадную систему обычно уходит 15-20 минут, то при времени тура 45 минут на выполнение заданий этим участникам оставалось всего 25-30 минут. Что ставило данных участников в заведомо невыгодную позицию по сравнению с теми, кто мог приходить заранее.

Организаторы олимпиад первоначально опасались, что возникнут проблемы с санитарными на время работы учащихся 7-8 классов за компьютерами, из-за чего и было выбрано время выполнения заданий 45 мин. В последующих Интернет-олимпиадах время для 7-8 классов постепенно увеличивалось, и, так как жалоб не было, в настоящее время продолжительность дистанционных туров составляет 1 час 20 мин для 7 класса и 1 час 30 мин для 8-11 классов.

Второй подход, повышающий вариативность решения – это введение заданий, в которых нужно выбрать нужные инструменты из избыточного набора или измеряемую величину можно определить несколькими способами (рис.9). При этом требуется выбрать метод, дающий большую точность, что заметно усложняет задачу, так этому почти не уделяется внимание на уроках физики и при проведении лабораторных работ из-за недостатка времени.

В задании для 8 класса требуется определить объем четырех баллов)

Рис.9

Измерение объёмов первых двух тел не представляет особой сложности, однако следует учесть, что измерение объёма тел по рискам большого сосуда дает очень низкую точность по сравнению с измерением объёма с помощью малой мензуркой (опускаем тело в большой сосуд и сливаем излишки в малый через краник большого сосуда).

Основная сложность задания – измерить объёмы куба и слитка, так как они превышают объём малой мензурки. В этом случае учащийся должен догадаться, что вначале можно погрузить в отливной сосуд тело меньшего объема и измерить объем вытесненной жидкости, и лишь затем погрузить тело большего объема и измерить дополнительный объем вытесненной жидкости. При этом объем тела большого объема будет равен сумме объемов жидкости, вытесненной в результате погружений двух тел.

И, наконец, можно определить плотность жидкости, текущей из крана, налив ее в малую мензурку и взвесив мензурку до и после наливания жидкости. А затем, помещая тело в большой сосуд, отливая жидкость в малый, определять объем слитой жидкости (не по меткам на мензурке, а по массе воды, измеренной на весах). Цена делений малого сосуда составляет 5 мл, и измерить объем жидкости с точностью выше 2,5 мл затруднительно, а взвешивание осуществляется с точностью 100 мг, что соответствует точности измерения объема 0,1 мл. Поэтому такой подход даст гораздо более точный результат.

Задача оказалась достаточно сложной, в полном объёме с ней справилось всего 9 учеников 8 класса из 452, причём большая часть из них – не с первой попытки.

И, наконец, еще одним способом усложнения задачи при внешне схожем интерфейсе виртуальной лаборатории, может служить комплексная задача, в которой измеренные значения объемов жидкостей и тел, плотности жидкостей и тел и их массы нужно включить в физический закон, например, в закон Архимеда.

Примером такой комплексной задачи, включающей все элементы усложнения и погруженной в исторический контекст, является «Задача Архимеда» [8] в олимпиаде 9 класса (рис.10), оцененная экспертами в 30 баллов.

Задание: В некотором царстве, в некотором государстве вы являетесь придворным мудрецом. К вам пришёл царь и сказал, что дал ювелиру изготовить корону из драгоценного металла. Но, как ему кажется, ювелир подмешал в корону некоторое количество дешёвого металла.

Итак, вам даны: слиток драгоценного металла золотистого цвета, слиток дешевого металла по цвету похожего на серебро и корона. Определите плотности этих тел и рассчитайте, сколько процентов (по массе) драгоценного металла содержится в короне.

Полученные результаты занесите в отчет и отправьте на сервер. Массу округлять до единиц, плотность - до сотых, проценты - до десятых.

Пример округления: 0,605 можно округлять до 0,60 или 0,61.

Рис.10

Сначала необходимо найти массы короны и слитков путём взвешивания на весах. Затем – определить их объёмы. Для этого требуется с помощью крана до верха заполнить большой мерный сосуд, и определить, какое количество жидкости выльется наружу при погружении в этот сосуд тел.

В результате можно найти плотность короны и каждого из слитков.

После чего учащийся должен вывести формулу, показывающую, как зависит плотность короны от количества и плотности составляющих её металлов.

С использованием этой формулы можно вычислить процентное содержание драгоценного металла. Однако попутно потребуется преодолеть еще множество препятствий:

узнать массу неподписанных грузов, учесть, что более точно измерить объем тела можно путём его погружения в большой мерный сосуд в случае, если вода налита доверху. При этом вода выливается через верхнюю трубку, и её можно собрать в малый мерный сосуд. По рискам в этом сосуде объём можно измерить точнее, но еще точнее измерение объема тела по массе вылившейся воды. и т. д.

Столь сложную задачу в полном объёме не решил никто, и всего один участник из 531 правильно определил плотности всех тел.

Таким образом, предложенная технология позволяет варьировать трудность заданий, обеспечить множество вариантов заданий для разных классов, добиться достаточной экономичности технологии с сохранением возможности создать свой «банк успеха» для учащихся с разным уровнем подготовки. Сохранение уровня актуального развития для учащихся с разной подготовкой способствует и мотивации детей к изучению предмета, и их развитию в ходе выполнения заданий олимпиады.

Отзывы учителей подтверждают, что поставленные перед олимпиадой цели достигаются в реальной практике ее проведения.

·  Дети работают заинтересованно. В процессе подготовки участвовали учителя физики. Где они поработали, там лучше результат. Интересны практические задания. Организация олимпиады существенно отличалась от организации олимпиады по информатике и математике, где дети сидели в одной аудитории, решали один и тот же вариант, задачи шли в одинаковом порядке.

·  Чрезвычайно интересное и полезное дело. Учащиеся отнеслись с большим

интересом, что вполне понятно - компьютерные технологии. Уровень заданий 7 класса абсолютно приемлем. Часть заданий, предложенных 8 и 9 классам, изучаются по базовой программе в конце года, поэтому учащиеся не могли на них ответить. Но то, что в олимпиаде могли участвовать учащиеся из гуманитарной гимназии - это большой плюс.

·  Необычность работы произвела на детей ошеломляющее впечатление. Так они еще не решали задачи.

·  Задания требуют применения в конкретной нестандартной ситуации, значит, действительно олимпиадные. Задания позволяют применить общеизвестные, изучаемые всеми школьниками знания, вне зависимости от уровня школы, в решении прикладной задачи. Очень важна возможность сразу получить информацию о правильности решения и исправить ошибку.

·  Ученики не умеют пока вчитываться в задание, то есть"переводить с русского на русский", но участие в олимпиаде в этом помогает. Плохо, что учителям не поиграть. Был сбой во внутренней сети, после чего отчет отправить не успели и ребенок расстроился. Но настрой на следующий год боевой:"Мы теперь правила знаем, стратегию разработаем и всех порвем!". В школе интерес к олимпиаде: старшие замучили вопросами, когда же будут тренировки, почему еще не 10-е. Так что, спасибо за шанс.

·  Ребята с большим интересом отнеслись к олимпиаде, проходящей интенсивно, на современном уровне. Задания подобраны интересные, сложнее школьного уровня, но посильные, позволяющие выявить думающих учеников. Но… стоит ли 8 раз определять цену деления мензурок. Потеряв на них время, учащиеся не смогли добраться до более

интересных следующих заданий. С удовольствием будем сотрудничать дальше!

·  Мне понравился тот интерес, который проявили мои пытливые умы. Если на первую тренировку загнала сама и почти "силой", то на вторую пришли сами и еще друзей прихватили. А один мальчик вообще пришел сразу на олимпиаду и участвовал под чужим именем. Сегодня итоги обсуждает полшколы. Ведь здорово! Ребята жаловались и очень расстроились, что не успели.

·  Интернет-олимпиада - дело хорошее! Детям было интересно! Качественно спрограммированы задания, хорошо подсчитываются результаты. Задания не очень сложные. Вполне по силам ученикам.

Таким образом, в ходе проведения олимпиады разрабатываются дидактические материалы нового типа, использующие интерактивное взаимодействие учащихся с материалом, созданием оптимального плана действий, удерживанием этого плана в ходе выполнения рутинных операций, с корректировкой собственных действий, т. е. заданий способствующих развитию учащихся.

Банк тренировочных заданий вполне может быть использован учителями для закрепления знаний в активной форме их использования и формирования умений, которые невозможно сформировать с помощью традиционных инструментов или для их формирование приходится затрачивать существенно больше времени и сил на проверку рутинных заданий.

Кроме того, анализ результатов выполнения заданий в ходе олимпиады, возможно, позволит создать новые инструменты оценивания креативных способностей детей, отличных от проявляемых при выполнении заданий ЕГЭ, поскольку информационные технологии позволяют накапливать статистический материал в ходе ее проведения и подвергать его дальнейшему анализу.

Литература.

1. , Виртуальный музей, Физика для школьников, 2009, №3, с.45-52

2. , , Е. Кыров, Д. Ляховец, Е. Пупыкин, Новые возможности для определения коэффициента лобового сопротивления тел различной формы, Физика для школьников, 2009, №3, с.35-39

3. http://*****/olymp

4. http://www. edu. *****/russian/projects/predmets/physics

5. , , О принципах построения сетевых образовательных программ, Тезисы доклада на XIII Всероссийской научно-методической конференции «Телематика 2006», Санкт-Петербург, 5-8 июня 2006г., http://tm. *****/tm2006/db/doc/get_thes. php? id=277

6. http://*****/

7. http://barsic. *****/olymp/

8. , , . Проведение дистанционных экспериментальных туров олимпиад по физике с использованием программного комплекса BARSIC. Компьютерные инструменты в образовании, 2005, N2, c.5-15.

9. , , . Назначение и опыт проведения интернет-олимпиад по физике. Физическое образование в вузах, 2007,т.13, № 4,  с.53-63.

10. , , Развитие системы интернет-олимпиад СПбГУ и СПбГУИТМО, Физика в системе современного образования (ФССО – 09): Материалы X Международной Конференции, т.2, с. 202-204 - Спб.: Изд-во РГПУ им. . 2009

11. , , . BARSIC: программный комплекс, ориентированный на физика-исследователя. Программирование, 2005, N3, с.68-80.

12. , , Интернет-олимпиады для школьников: Методические рекомендации /; – СПб.: СПбАППО, 2007. – 80 с.

13. , , Экспериментальные учебные задания для школьников с использованием датчиков и компьютера (три уровня сложности), Физика в системе современного образования (ФССО – 09): Материалы X Международной Конференции, т.2, с. 248-250 - Спб.: Изд-во РГПУ им. . 2009

14. , , Определение способностей учащихся с помощью олимпиад, тестов и компьютерных моделей, Физическое образование в ВУЗах. 2008. т. 14. № 3. С. 75-86.

15. http://barsic. *****/olymp/2009_2_history. pdf